数据结构实验 栈的应用.docx
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数据结构实验栈的应用
课程题目：
数据结构试验
学院：
班级：
姓名：
学号:
实验题目：
栈的应用
实验内容：
算术表达式求值
实验目的：
掌握栈和队列的概念及工作原理，运用其原理完成实验题目中的内容。
实验要求：
为了使学生更好的掌握与理解课堂上老师所讲的概念与原理，实验前每个学生要认真预习所做的实验内容及编写源程序伪码（写在纸上及盘中均可）
实验学时：
4学时
设计原理：
任何一个表达式都是有操作数、运算符和界限符组成的。
我们把运算符和界限符统称为算符，它们构成的集合命名为OP。
根据简单算术表达式的运算规则，在运算的每一步中，任意两个相继出现的算符a和b之间的优先关系至多是下面三种关系之一：
aa=ba的优先权等于b
ab+ - * / （ ） #
+＞ ＞ ＜ ＜ ＜ ＞ ＞
- ＞ ＞ ＜ ＜ ＜ ＞ ＞
* ＞ ＞ ＞ ＞ ＜ ＞ ＞
/ ＞ ＞ ＞ ＞ ＜ ＞ ＞
（ ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ ＝
） ＞ ＞ ＞ ＞ ＞ ＞
# ＜ ＜ ＜ ＜ ＜ ＝
a>ba的优先权大于b
为实现算符优先算法，可以使用两个工作栈。
一个为ＯＰＴＲ，用以寄存预算符；另一个为ＯＰＮＤ，用以寄存操作数或运算结果。
算法基本思想：
．首先置操作数栈为空栈，表达式起始运算符“＃”为运算符栈的基本元素；
．依次读入表达式中每个字符，若是操作数则进ＯＰＮＤ栈，若是运算符则和ＯＰＴＲ栈的栈顶运算符比较优先权执行相应操作，直至整个表达式求值完毕（即ＯＰＴＲ栈的栈顶元素和当前读入的字符均为“＃”）。
详细程序清单及注释说明：
#include
#include
#include
#include
#defineTRUE1
#defineFALSE0
#defineOK1
#defineERROR0
#defineINFEASIBLE-1
#defineOVERFLOW-2
#defineSTACK_INIT_SIZE100 //初始量分配
#defineSTACKINCREMENT10 //存储空间的分配增量
typedefstruct
{
char*base;
char*top;
intstacksize;
}sqstack;
intinitstack（sqstack&s）
{ //创造一个空栈Ｓ
s.base=（char*）malloc（STACK_INIT_SIZE*sizeof（char））;
if（!
s.base）exit（OVERFLOW）;
s.top=s.base;
s.stacksize=STACK_INIT_SIZE;
returnOK;
}
intpush（sqstack&s,chare）
{ //插入ｅ为新的栈顶元素
if（s.top-s.base>=s.stacksize）
{
s.base=（char*）realloc（s.base,（s.stacksize+STACKINCREMENT）*sizeof（char））;
if（!
s.base）exit（OVERFLOW）;
s.top=s.base+s.stacksize;
s.stacksize+=STACKINCREMENT;
}
*s.top++=e;
returnOK;
}
intpop（sqstack&s,char&e）
{ //若栈不空，则删除S的栈顶元素，用e返回其值，并返回OK；否则返回ERROR
if（s.top==s.base）returnERROR;
e=*--s.top;
returnOK;
}
intgettop（sqstacks）
{
chare;
if（s.top==s.base）returnERROR;
e=*（s.top-1）;
returne;
}
charin（chargetchar）
{
if（getchar>='#'&&getchar<='/'）
returnOK;
else
returnERROR;
}
charprecede（charoptrchar,chargetchar1）
{
if（optrchar=='+'）
{
switch（getchar1）
{
case'+':
return'>';break;
case'-':
return'>';break;
case'*':
return'<';break;
case'/':
return'<';break;
case'（':
return'<';break;
case'）':
return'>';break;
case'#':
return'>';break;
}
}
if（optrchar=='-'）
{
switch（getchar1）
{
case'+':
return'>';break;
case'-':
return'>';break;
case'*':
return'<';break;
case'/':
return'<';break;
case'（':
return'<';break;
case'）':
return'>';break;
case'#':
return'>';break;
}
}
if（optrchar=='*'）
{
switch（getchar1）
{
case'+':
return'>';break;
case'-':
return'>';break;
case'*':
return'>';break;
case'/':
return'>';break;
case'（':
return'<';break;
case'）':
return'>';break;
case'#':
return'>';break;
}
}
if（optrchar=='/'）
{
switch（getchar1）
{
case'+':
return'>';break;
case'-':
return'>';break;
case'*':
return'>';break;
case'/':
return'>';break;
case'（':
return'<';break;
case'）':
return'>';break;
case'#':
return'>';break;
}
}
if（optrchar=='（'）
{
switch（getchar1）
{
case'+':
return'<';break;
case'-':
return'<';break;
case'*':
return'<';break;
case'/':
return'<';break;
case'（':
return'<';break;
case'）':
return'=';break;
}
}
if（optrchar=='）'）
{
switch（getchar1）
{
case'+':
return'>';break;
case'-':
return'>';break;
case'*':
return'>';break;
case'/':
return'>';break;
case'）':
return'>';break;
case'#':
return'>';break;
}
}
if（optrchar='#'）
{
switch（getchar1）
{
case'+':
return'<';break;
case'-':
return'<';break;
case'*':
return'<';break;
case'/':
return'<';break;
case'（':
return'<';break;
case'#':
return'=';break;
}
}
}
charoperate（charx,chary,charz）
{
if（x>47）x=atoi（&x）;
if（z>47）z=atoi（&z）;
switch（y）
{
case'+':
returnx+z;break;
case'-':
returnx-z;break;
case'*':
returnx*z;break;
case'/':
returnx/z;break;
}
}
charEvaluateExpression（）
{
chartheta;
chara,b,c;
sqstackOPTR;
sqstackOPND;
initstack（OPTR）;
push（OPTR,'#'）;
initstack（OPND）;
c=getchar（）;
while（c!
='#'||gettop（OPTR）!
='#'）
{
if（!
in（c））
{
push（OPND,c）;
c=getchar（）;
}
else
switch（precede（gettop（OPTR）,c））
{
case'<':
push（OPTR,c）;c=getchar（）;break;
case'=':
pop（OPTR,c）;c=getchar（）;break;
case'>':
pop（OPTR,theta）;
pop（OPND,b）;pop（OPND,a）;
push（OPND,operate（a,theta,b））;
break;
}
}
returngettop（OPND）;
}
main（）
{
loop:
chara;
printf（"输入算式：
（输入#结束）\n"）;
intvalue;
value=（int）EvaluateExpression（）;
printf（"计算结果为：
%d\n",value）;
printf（"继续计算？
（输入1继续/输入0结束）"）;
scanf（"%d",&a）;
if（a==1）
gotoloop;
else
returnERROR;
}
运行与测试及结果：
试验中所遇到的问题及解决办法：
．实验当中遇到了程序显示结果和实际运算结果不相符的情况。
经查找，是由于运算符优先权设置时出现错误，导致程序对所输入的运算符号的判别出现错误，从而导致运算错误，更正运算符优先权判断逻辑后，程序运行正常。
．编写程序中遇到了程序结果不能输出的情况。
这个错误是由于对字符输入计算机后的处理没有了解清楚，字符输入到计算机中后，是以ＡＳＣＬＬ码的形式存在的，故在编写函数时，应该考虑字符的ＡＳＣＬＬ码问题。
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